Moviment Harmònic Simple, Ones i So: Guia Completa

Moviment Harmònic Simple (MHS)

El MHS és el moviment oscil·latori d'un punt que es mou al voltant d'una posició central, de manera que experimenta desplaçaments iguals a un costat i a l'altre d'aquesta posició i triga el mateix temps (T) a efectuar cada oscil·lació.

Característiques del MHS

• Amplitud (A): És la distància màxima que separa el mòbil de la posició central d'equilibri (mesurada en metres).
• Període (T): Temps que triga a fer cada oscil·lació completa (mesurat en segons).
• Freqüència (f): És el nombre d'oscil·lacions que el mòbil fa cada segon (Hertzs: 1 Hz = 1 s^-1).

Durant l'oscil·lació, es transforma l'energia potencial en cinètica i viceversa, conservant-se l'energia mecànica.

Ones mecàniques

Una ona mecànica o moviment ondulatòria és la transmissió d'un MHS i d'energia per mitjà d'un medi material i sense transport de matèria. Una ona és un conjunt de MHS.

Característiques exclusives de les ones

• Longitud d'ona (λ): És la distància que recorre l'ona durant un període (T).
• Velocitat d'ona (v): És la velocitat a la qual es transmet l'MHS d'un punt a tots els altres.

Tipus d'ones

• Ones transversals: Els punts materials es mouen en sentit vertical, mentre que el senyal d'oscil·lació es transmet horitzontalment (ex: corda).
• Ones longitudinals: Els punts materials es mouen paral·lelament a l'ona (ex: molla situada horitzontalment).

Segons les dimensions:

• 1 dimensió: Corda, molla.
• 2 dimensions: Damunt superfícies (pedra que cau a l'aigua d'un estany).
• 3 dimensions: En totes direccions (so).

El So

El so és la transmissió d'energia en forma d'ona longitudinal en totes les direccions de l'espai. L'origen del so és la font sonora.

Exemples que demostren que el so transporta energia:

• El dolor que s'experimenta a l'orella en una explosió.
• L'oscil·lació de la flama d'una espelma situada davant d'un altaveu.

Viatja per l'aire a una velocitat constant de 340 m/s. En medis més densos que l'aire, la velocitat és superior.

Característiques del so

• Intensitat (volum): Sons forts i suaus (decibels, dB). No s'haurien de sobrepassar els 55 dB.
• To: Sons aguts (to alt) i greus (to baix). La freqüència de l'ona sonora determina el to.
• Timbre: Permet distingir dos sons del mateix to i de la mateixa intensitat.

Fenòmens acústics

• Reflexió del so: En trobar obstacles, el so torna en sentit oposat.
• Eco: Manifestació de la reflexió. L'oïda necessita que passin 0,1 s per distingir dos sons.
• Reverberació: Mescla de dos sons (menys de 0,1 s), és desagradable.
• Resonància: Efecte pel qual els objectes comencen a oscil·lar amb la mateixa freqüència de l'ona que els arriba.

Contaminació acústica

És l'existència de sons massa intensos i prolongats en llocs determinats. Mesures correctores: vehicles amb motors menys sorollosos, locals insonoritzats, utilització de taps o cascos, etc.

La Llum

La llum és una ona transversal que es propaga en totes les direccions transportant energia sense el suport de cap medi material; es propaga al buit. La velocitat de la llum en el buit (c) és de 300.000 km/s.